李斌 盧佳
(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000)
淺談鋁合金在擋風(fēng)抑塵墻中的應(yīng)用
李斌 盧佳
(中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000)
為滿足環(huán)保方面的要求,擋風(fēng)抑塵墻已廣泛用于露天煤場(chǎng),目前國(guó)內(nèi)外擋風(fēng)抑塵墻的結(jié)構(gòu)95%以上采用鋼桁架。露天煤場(chǎng)是一個(gè)酸性環(huán)境,腐蝕性強(qiáng),采用鋼材極易被腐蝕,建成后維護(hù)費(fèi)用高,而鋁合金具有比強(qiáng)度高、可模性好、防腐性能好,便于回收利用等優(yōu)點(diǎn)。故擬將鋁合金材料(型號(hào)6061-T6)在露天煤場(chǎng)擋風(fēng)抑塵墻工程中作為支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行推廣使用,主要從鋁合金支架結(jié)構(gòu)(材料型號(hào)6061-T6)力學(xué)特性和耐久性方面與鋼支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要對(duì)比。
露天煤場(chǎng);擋風(fēng)抑塵墻;鋁合金;鋼支架
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)的快速發(fā)展,火力發(fā)電廠的機(jī)組容量越來(lái)越大,電廠煤場(chǎng)存煤也越來(lái)越多。同時(shí)隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視,要求越來(lái)越高,煤場(chǎng)的煤塵污染也越來(lái)越引起人們的重視。為了防止煤場(chǎng)存煤的風(fēng)力損失和揚(yáng)塵對(duì)環(huán)境的污染,電廠煤場(chǎng)設(shè)置擋風(fēng)抑塵墻的要求日益增加。
擋風(fēng)抑塵墻支架是其重要的結(jié)構(gòu)組成部分,它承擔(dān)著將上部結(jié)構(gòu)所承受的全部荷載和作用安全可靠地傳遞到地基,并保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的作用?;阡X合金材料高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐腐蝕性、耐久性高等優(yōu)質(zhì)特點(diǎn),故擬將鋁合金材料(型號(hào)6061-T6)在電廠擋風(fēng)抑塵墻工程中作為支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行推廣使用。主要從鋁合金支架結(jié)構(gòu)(材料型號(hào)6061-T6)力學(xué)特性和耐久性等方面與鋼支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比。
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在建筑、航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。純鋁的密度?。é?2.7g/cm3),大約是鐵的1/3,鋁是面心立方結(jié)構(gòu),易于加工,可制成各種型材、板材。純鋁在空氣中很容易發(fā)生鈍化,表面形成一層致密的鈍化膜,這層鈍化膜非常致密而且自修復(fù)能力強(qiáng),因此抗腐蝕性能強(qiáng),但純鋁較軟其強(qiáng)度稍低。通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn),人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來(lái)強(qiáng)化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。鋁合金分很多類型,通過(guò)添加金屬元素和改變加工工藝可以增強(qiáng)物理性能,鋁合金中的鋁鎂合金可達(dá)到高強(qiáng)度、耐酸堿性能;它是強(qiáng)度較高的壓鑄鋁合金,含鎂1.2%,強(qiáng)化效果最佳,抗腐蝕性能好。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度,這樣使得其“比強(qiáng)度”(強(qiáng)度與比重的比值σ/ρ)勝過(guò)很多合金鋼,成為理想的結(jié)構(gòu)材料。
2.1 鋁合金6061-T6的基本特點(diǎn)
鋁合金6061-T6是6061鋁合金的主要合金,是經(jīng)熱處理預(yù)拉伸工藝生產(chǎn)的高品質(zhì)鋁合金產(chǎn)品,其強(qiáng)度雖不能與2XXX系或7XXX系相比,但其鎂(0.8~1.2%)、硅(0.4~0.8%)合金特性多,具有加工性能極佳、優(yōu)良的焊接特點(diǎn)及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工后不變形、材料致密無(wú)缺陷及易于拋光、上色膜容易、氧化效果極佳等優(yōu)良特點(diǎn)。
2.2 鋁合金6061-T6的典型用途
鋁合金6061-T6被廣泛應(yīng)用于建筑、裝飾、包裝、運(yùn)輸、電子、航空、航天、兵器等各行各業(yè)。
(1)建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強(qiáng)度、優(yōu)良的工藝性能和焊接性能,主要廣泛用于建筑物構(gòu)架、門窗、吊頂、裝飾面等。如各種建筑門窗、幕墻用鋁型材、鋁幕墻板、壓型板、花紋板、彩色涂層鋁板等。
(2)航空航天用鋁材用于制作飛機(jī)蒙皮、機(jī)身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和起落架支柱,以及火箭鍛環(huán)、宇宙飛船壁板等。
(3)交通運(yùn)輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結(jié)構(gòu)件材料,車門窗、貨架、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。
表1
從表1可以看出,鋁合金6061-T6的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和Q235鋼材所差無(wú)幾,且其密度僅為鋼材的1/3,能夠有效的減輕結(jié)構(gòu)自重,對(duì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)都非常有利。
雖然露天煤場(chǎng)處于弱酸性大氣環(huán)境中,鋁在大氣中易發(fā)生鈍化,表面形成致密的鈍化膜且其自修復(fù)能力強(qiáng),因此抗腐蝕性能強(qiáng),耐久性高,在其使用壽命期間無(wú)需特殊處理。而鋼結(jié)構(gòu)可能在其壽命要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)噴鋅處理一次,無(wú)疑會(huì)增加一部分維護(hù)成本。并且鋁合金材料的殘值高,在其服役結(jié)束后仍能以較高的價(jià)格回收。
綜上,鋁合金材料強(qiáng)度高、防腐耐久性強(qiáng),其壽命較鋼結(jié)構(gòu)大大延長(zhǎng),使用期間無(wú)需特殊維護(hù)處理;雖然材料單價(jià)較鋼材貴一些,但其密度輕、僅為鋼材的1/3。先期投入可能較鋼結(jié)構(gòu)稍貴一些,但使用期間無(wú)需維護(hù),不會(huì)增加額外成本,且其回收價(jià)格高。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看用鋁合金材料作為擋風(fēng)抑塵墻支架結(jié)構(gòu)不失為一種理想的選擇。
在經(jīng)濟(jì)上的比較,會(huì)進(jìn)一步以實(shí)際工程進(jìn)行研究比較。
[1]李志強(qiáng).鋁合金的特點(diǎn)及其在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用.工業(yè)建筑,2007.
[2]《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50429-2007).
TM621.9
A
1004-7344(2016)36-0226-01
2016-11-24
李斌(1987-),男,助理工程師,本科,主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。盧佳(1982-),工程師,主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。